FLUJO NO ESTACIONARIO




















INTRODUCCIÓN TEÓRICA:

El establecer el Flujo en un Estado no Estacionario en Fluidos depende del tiempo necesario que el flujo en una tubería se establezca después de que una válvula se abre en forma súbita puede determinarse fácilmente teniendo en cuenta la fricción y las pérdidas menores. En el instante en que se abre una válvula la cabeza H se encuentra disponible paraacelerar el flujo, pero a medida que la velocidad se incrementa, la cabeza de aceleración se reduce debido a la fricción y a las pérdidas menores.

Generalmente, en la industria es necesario conocer el tiempo en que un tanque contenedor de cualquier líquido se vacíe, a fin de cumplir con los requerimientos del proceso, este intervalo de descarga es función directa del área del tanque yprincipalmente del diámetro de la tubería de descarga






















En la conducción de calor en paredes compuestas, la relación básica del flujo de calor por conducción es la proporcionalidad existente entre la velocidad de flujo de calor a través de una superficie isotérmica y el gradiente de temperatura existente en dicha superficie a esto se define la ley de Fourier.

donde;
k = constante dela conductividad calorífica

Como caso más sencillo de conducción de calor en estado estacionario, consideramos una lámina plana, donde suponemos que k es independiente de la temperatura y que el área es muy grande en comparación con su espesor, de forma que las pérdidas de calor por los bordes sean despreciables. Puesto que la conducción tiene lugar en estado estacionario, no hay acumulación nivaciamiento de calor en el interior de la lámina, y q permanece constante a lo largo del camino que sigue el flujo de calor.


MÉTODO EXPERIMENTAL:

Flujo No Estacionario:
Colocamos una boquilla de orificio de diámetro conocido en el extremo inferior del tanque lleno de agua, se abre y se realizan mediciones de altura de líquido en el tanque, y distancia horizontal recorrida por el chorro deagua para varios tiempos establecidos. Se repite el procedimiento para 5 boquillas de diámetros diferentes, apreciando la rapidez de vaciado de cada una.












Figura N° 3: Descarga de Tanque

Paredes Compuestas:
En las paredes cilíndricas compuestas existente en el laboratorio, se hizo pasar vapor proveniente de la caldera a dos presiones diferentes de entrada, y se tomaron las temperaturasen cada una de las capas después de alcanzado el equilibrio térmico en el sistema.
Con las temperaturas y los radios respectivos de cada una de las paredes, se calculó el coeficiente global de transmisión de calor para cada experiencia.






PRESENTACIÓN Y ANALISIS DE LOS RESULTADOS:

Flujo No Estacionario:



Gráfico N° 1: Altura del Tanque vs. El tiempo para diferentes boquillas. MétodoExperimental




Gráfica N° 2: Distancia Horizontal vs. El tiempo para diferentes boquillas




Gráfico N° 3: Altura del tanque vs. El tiempo para diferentes boquillas. Método teórico.



Tabla N° 1: Cuadro comparativo entre la relación de altura del tanque y el tiempo de descarga


En la parte de vaciado de tanque en flujo no estacionario, encontramos; que estos tanques en la industria se colocan enárea no elevada, ya que al hablar de altura significa que el tanque debe estar elevado y soportado de una armazón, cosa que es un poco costosa. Desde el punto de vista industrial es más cómodo tener un tanque en el suelo y sacar el líquido por el lateral, esto implica menos gastos a la empresa, además es mucho más fácil su limpieza.

Por medio de las ecuaciones logramos determinar la curva H vs. Tteóricamente el cual fue objeto de comparación con la curva H vs. T experimentalmente.
Analizando las graficas 1 y 3 podemos encontrar que las curvas se asemejan, presentando algunas diferencias en sus valores que pueden ser producto de las curvas de tendencia o producto de las perdidas por roce, debido a la reducción del flujo. Podemos apreciar que a medida que el diámetro es mayor, el flujo...